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海上风电场海底高压电缆电磁暂态过程的仿真分析 被引量:18
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作者 黄辉 郑明 +1 位作者 蓝锦标 李迪 《电网与清洁能源》 2012年第11期72-76,81,共6页
为了能更好地确定海上风电场海底高压电缆的选型要求,使用PSCAD/EMTDC软件建立相应的海上风电场仿真计算模型。针对海上风电场工频过电压、操作过电压和雷电过电压这3种电磁暂态过程的不同特点,进行仿真,并且考虑了不同的系统条件下上述... 为了能更好地确定海上风电场海底高压电缆的选型要求,使用PSCAD/EMTDC软件建立相应的海上风电场仿真计算模型。针对海上风电场工频过电压、操作过电压和雷电过电压这3种电磁暂态过程的不同特点,进行仿真,并且考虑了不同的系统条件下上述3种过电压对电缆绝缘的影响。在操作过电压中,重点研究了合闸电阻对过电压的影响;而在雷电过电压中重点研究的是架空线路受雷电侵入波的过电压。仿真结果表明,海底电缆各层的结构参数对海底电缆的电磁暂态有着不同程度的影响,其中导体层、绝缘层、HDPE层对海底电缆的电磁暂态影响尤为明显。另外,海底高压电缆的护套层材料和主绝缘层材料也对电磁暂态有影响。 展开更多
关键词 海底高压电缆 操作过电压 雷电过电压 海上风电场
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超高压海底电缆护套环流的理论计算新方法 被引量:10
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作者 杜兆斌 杨泽明 +3 位作者 谌军 邱有强 梁敬成 牛海清 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期63-69,共7页
超高压海底电缆泄漏电流显著,传统的电缆护套感应电流计算方法难以直接应用.针对海南联网工程超高压海底电缆的结构特性和护套接地方式,文中提出了一种计及线芯电流轴向空间分布特性的电缆护套环流理论计算新方法.根据电磁场理论和电路... 超高压海底电缆泄漏电流显著,传统的电缆护套感应电流计算方法难以直接应用.针对海南联网工程超高压海底电缆的结构特性和护套接地方式,文中提出了一种计及线芯电流轴向空间分布特性的电缆护套环流理论计算新方法.根据电磁场理论和电路定律推导出了护套-铠装层感应电动势的数学表达式.实测数据和PSCAD/EMTDC数值仿真分析结果验证了所提方法的可行性和有效性,为海底电缆理论损耗分析提供了一个实用方法. 展开更多
关键词 高压海底电缆 护套 环流 泄漏电流 理论计算
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高压直流海底电缆三维仿真模型简化等效研究 被引量:17
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作者 郝艳捧 陈云 +4 位作者 阳林 黄吉超 傅明利 王邸博 侯帅 《南方电网技术》 北大核心 2017年第4期1-6,共6页
温度分布和载流量是反映海底电缆运行状态的重要参数。依据南澳直流工程±160 kV高压直流海底电缆,利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件,建立了电缆的三维(three-dimensional,3D)仿真模型,提出了电缆暂态模型的简化方法。在整个... 温度分布和载流量是反映海底电缆运行状态的重要参数。依据南澳直流工程±160 kV高压直流海底电缆,利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件,建立了电缆的三维(three-dimensional,3D)仿真模型,提出了电缆暂态模型的简化方法。在整个厚度不变的基础上,将多个薄层与邻接介质作为3个等效层,采用调和平均法计算等效层的导热系数,利用IEC 60287标准计算等效层的比热容和密度,解决了电缆薄层网格剖分过密的问题。通过对比研究仿真模型简化前后不同载流量下的电缆温度分布,验证了简化方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 高压直流海底电缆 简化等效 温度分布 COMSOL MULTIPHYSICS
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计及沉积物渗透性的捆绑式高压直流海底电缆载流量评估模型 被引量:19
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作者 肖冬萍 包杨 +4 位作者 杨帆 肖瑞阳 刘黎 周路遥 巩泉泉 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第14期5066-5076,共11页
准确评估捆绑式敷设海底电缆的温度场与载流量,对于保障其安全稳定运行,同时提高运行效率、降低建设成本非常有价值。采用现有的解析法计算捆绑式海底电缆载流量忽略了诸多影响因素。为此,该文分析直流电缆结构和海底运行环境,在研究多... 准确评估捆绑式敷设海底电缆的温度场与载流量,对于保障其安全稳定运行,同时提高运行效率、降低建设成本非常有价值。采用现有的解析法计算捆绑式海底电缆载流量忽略了诸多影响因素。为此,该文分析直流电缆结构和海底运行环境,在研究多孔介质固相和液相散热机理的基础上,提出一种计及海底沉积物渗透性的海底电缆电磁–热–流多物理耦合计算模型,提高对电缆温度场和载流量评估的准确性。对捆绑式敷设的±160k V双极直流海底电缆进行算例分析,考虑埋设和铺设2种情况,通过云图可视化展示了多场耦合后的散热机制;在典型沉积物渗透率的取值范围内计算了电缆的温度场和载流量,当渗透率大于10d后,渗流问题对于埋设的电缆载流量计算不可忽略。传统的热传导模型和IEC解析法是目前工程上常用的海缆载流量评估方法,在所提模型中代入不同的海底沉积物渗透性参数可与之对应,所得结果的最大相对误差不超过4%,验证了该模型的有效性。该模型可以设置任意渗透性参数来模拟实际海底沉积物的情况,因此在不同应用环境中对载流量的评估更为准确。 展开更多
关键词 高压直流海底电缆 沉积物 渗透性 温度场 载流量
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高压海底电缆电-热耦合仿真分析和电压极性反转的影响研究 被引量:6
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作者 王威望 汪朝辉 +1 位作者 卜文 李盛涛 《广东电力》 2019年第12期43-50,共8页
高电压、温度的耦合作用以及运行电压极性反转,均会严重影响海底电缆的运行稳定性。为此,针对高压直流海缆电热耦合模型进行仿真计算;基于海缆载流导体和主绝缘材料电导率和温度、电场的定量依赖关系,构建海缆电热耦合的仿真模型,分别... 高电压、温度的耦合作用以及运行电压极性反转,均会严重影响海底电缆的运行稳定性。为此,针对高压直流海缆电热耦合模型进行仿真计算;基于海缆载流导体和主绝缘材料电导率和温度、电场的定量依赖关系,构建海缆电热耦合的仿真模型,分别仿真研究运行稳态和暂态时载流导体电流对海缆温度和电场分布特性的影响规律;设置不同的极性反转时间,研究电压极性反转对海缆温度和电场分布的影响。稳态分析结果表明:稳态时海缆的温度分布、绝缘层温差和电场分布随载流导体电流的增大而增大;绝缘层电场分布随着电流的增大逐渐变平缓,电流大于900 A时出现电场翻转现象。暂态分析结果表明:电场的稳定时间小于温度场;极性反转会造成绝缘层最大电场突变,引发过电压;随着极性反转时间的增加,过渡过程中的电压变化率增大。 展开更多
关键词 高压海底电缆 电热耦合 电导率 暂态分析 极性反转
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典型敷设环境下超高压交流XLPE海底电缆载流量分析 被引量:11
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作者 张皓 李鹏飞 +3 位作者 马国庆 段玉兵 郑跃胜 李忠磊 《电力工程技术》 北大核心 2022年第6期154-162,共9页
超高压海底电缆线路跨度大,运行环境复杂多变,不同敷设环境下海底电缆的输送容量也不尽相同,有必要对典型敷设环境下超高压海缆输送载流量进行具体分析。文中基于IEC 60287建立考虑外界敷设环境影响下的500 kV交流交联聚乙烯(XLPE)超高... 超高压海底电缆线路跨度大,运行环境复杂多变,不同敷设环境下海底电缆的输送容量也不尽相同,有必要对典型敷设环境下超高压海缆输送载流量进行具体分析。文中基于IEC 60287建立考虑外界敷设环境影响下的500 kV交流交联聚乙烯(XLPE)超高压海底电缆稳态热路模型,分析不同敷设段、不同敷设方式、不同环境温度以及不同埋设深度对海缆载流量的影响规律进行分析,并建立超高压海底电缆磁-热-流多物理场耦合有限元仿真模型对稳态热路模型计算结果进行验证。结果表明:海缆登陆段为整条线路的载流量瓶颈段,当登陆段海缆采用管道敷设时,其载流量要比采用土壤直埋敷设时的载流量降低约150 A,海缆载流量随着外界温度的升高以及土壤埋设深度的增加而逐渐降低。有限元仿真结果验证了文中所建立的热路模型计算结果的准确性。 展开更多
关键词 高压海底电缆 载流量 敷设环境 稳态热路模型 有限元计算 登陆段
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混凝土联锁排应用于海底电缆防护稳定性研究 被引量:1
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作者 王晓建 黄潘阳 +3 位作者 徐建平 来向华 李捍平 胡列翔 《海洋学研究》 CSCD 北大核心 2019年第3期73-78,共6页
海底电缆穿越底质坚硬海床时,覆盖混凝土联锁排可以有效保护海缆。根据国网舟山500 kV海底输电电缆所在海域实测水文数据,采用力学平衡公式和数值模拟两种计算方法,研究混凝土块在极端水流作用下的在位稳定性。基于推导出的力学平衡公式... 海底电缆穿越底质坚硬海床时,覆盖混凝土联锁排可以有效保护海缆。根据国网舟山500 kV海底输电电缆所在海域实测水文数据,采用力学平衡公式和数值模拟两种计算方法,研究混凝土块在极端水流作用下的在位稳定性。基于推导出的力学平衡公式,对其进行函数分析后发现,当混凝土块底边固定时,存在一个极值高度,此时铺设在海床的混凝土块最为稳定,可以抵挡的水流流速最大。通过数值模拟,研究了混凝土联锁排在水流作用下的三维流态特征,对不同形状混凝土块的受力情况进行比较后发现,当混凝土块边缘为圆角时,可以改变边缘周边的水流结构,总体上加强混凝土块的稳定性。经计算,尽管国网舟山500 kV海底输电电缆所在的灰鳖洋海域潮流流速较大,但常规长、宽、高为0.4 m×0.4 m×0.3 m的块体组成的混凝土联锁排可以抵抗水流的冲击,保护海底电缆。 展开更多
关键词 混凝土联锁排 海底高压电缆 防护 稳定性
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高压直流海缆工程应用现状及展望 被引量:17
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作者 刘耀 赵小令 +5 位作者 吴佳玮 肖晋宇 高景晖 李飞 范翔宇 钟力生 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期1-8,共8页
近年来国际上大力发展电网区域互联和海上风能,而高压直流海缆工程是实现跨海输电的主要通道,因此对高压直流海缆的发展历程、应用现状和发展趋势进行综述性研究非常必要。首先回顾了绕包型绝缘和挤包型绝缘两种高压直流海缆的发展历程... 近年来国际上大力发展电网区域互联和海上风能,而高压直流海缆工程是实现跨海输电的主要通道,因此对高压直流海缆的发展历程、应用现状和发展趋势进行综述性研究非常必要。首先回顾了绕包型绝缘和挤包型绝缘两种高压直流海缆的发展历程,对比了两种海缆的技术特点、应用场合及发展趋势;然后介绍了国内外主要高压直流海缆工程的应用现状,对当前国内外典型直流海缆工程的电压等级、输送容量和输电距离等关键指标进行了对比研究;展望了高压直流海缆工程的发展趋势和未来规划,分析了其面临的主要技术挑战,包括海缆绝缘材料的电气性能和热力学性能、海缆结构设计、附件可靠性和故障定位技术等。该研究将有助于解决电网区域互联和海上能源开发中的关键问题。 展开更多
关键词 高压直流海底电缆 绕包绝缘 挤包绝缘
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渤海油田岸电工程方案设计及关键技术——以秦皇岛32-6、曹妃甸11-1油田群岸电工程为例 被引量:12
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作者 刘国锋 高璇 +1 位作者 张昊 李雪 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期187-196,共10页
秦皇岛32-6、曹妃甸11-1岸电工程是中国首个海上油田群岸电应用项目,也是目前世界上海上油田交流输电电压等级最高的已投产岸电项目。基于该岸电工程设计面临的海洋环境条件复杂、海上油田位置分散、海上油田用电可靠性要求高等诸多挑战... 秦皇岛32-6、曹妃甸11-1岸电工程是中国首个海上油田群岸电应用项目,也是目前世界上海上油田交流输电电压等级最高的已投产岸电项目。基于该岸电工程设计面临的海洋环境条件复杂、海上油田位置分散、海上油田用电可靠性要求高等诸多挑战,根据海上油田供电原则、海上电力动力平台位置优选及供电方案与区域互联方案设计的研究结果,确定了该油田群岸电工程总体设计方案,并重点介绍了远距离大容量海缆过电压和无功补偿、稳定控制技术、高压海缆交流腐蚀干扰分析及智能化等关键技术。基于上述技术,秦皇岛32-6、曹妃甸11-1岸电工程已于2021年9月建成并顺利投入运行,标志着中国海洋石油工业向绿色开发、高效开发、智能开发迈出了历史性变革的一步,同时也为后续岸电工程项目提供了借鉴。 展开更多
关键词 渤海油田 秦皇岛32-6、曹妃甸11-1油田群 岸电工程 总体方案 区域互联 高压海底电缆 稳定控制 交流腐蚀干扰 智能化
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